Моделирование и оптимизация процесса восстановления насосных штанг

• Автор: Надымов, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 200 с. : ил

Оглавление
Введение
1. Техническая постановка задачи восстановления насосных штанг
1.1. Условия эксплуатации насосных штанг и основные требования к
их работоспособности
1.2. Факторы, влияющие на коррозионно-усталостную прочность насосных штанг
1.2.1. Деформационное упрочнение
1.2.2. Накопление повреждённости за счёт пластической деформации
1.2.3. Остаточные напряжения
1.3. Способы повышения коррозионно-усталостной прочности
1.3.1. Обкатка роликами
1.3.2. Дробеструйная обработка
1.3.3. Закалка токами высокой частоты (ТВЧ)
1.3.4. Пластическое скручивание
1.4. Техническая постановка задачи совершенствования системы управления процессом восстановления насосных штанг в условиях неопределенности
1.5. Выводы
2. Экспериментальное исследование случайного характера распределения кривизны и упругопластических свойств материала штанги
2.1. Измерение кривизны штанг после эксплуатации
2.2. Исследование упругопластических свойств материала штанг после эксплуатации

2.2.1. Методика определения упругопластических свойств материала путём измерения твёрдости
2.2.2. Способы измерения твёрдости
2.2.3. Испытание на растяжение
2.2.4. Связь между твёрдостью и характеристиками механических свойств
2.2.5. Исследование твёрдости материала штанг после эксплуатации..
2.3. Исследование продольных и сдвиговых деформаций штанг в процессе восстановления
2.4. Статистическая обработка экспериментальных данных
2.4.1.Теоретические основы статистической обработки
экспериментальных данных
2.4.2. Статистическое исследование измерений
2.5. Выводы
3. Математическое моделирование процесса восстановления штанги с учётом неоднородного распределения упругопластических свойств материала
3.1. Общая постановка задачи упругопластического деформирования штанги
3.2. Упрощенная модель растяжения и кручения штанги
3.3. Проверка адекватности модели и анализ результатов
3.4. Выводы
4. Оптимизация и совершенствование системы управления процессом восстановления насосных штанг
4.1. Техническая постановка задачи стохастической оптимизации процесса восстановления насосных штанг
4.2. Математическая постановка задачи стохастической оптимизации
4.3. Алгоритм решения задачи стохастической оптимизации

4.4. Анализ результатов
4.5. Схема адаптивного управления процессом восстановления насосных штанг
4.6. Выводы
Заключение
Библиография

Таблица 1.
Коррозионно-усталостная прочность лабораторных образцов стали 45, подвергнутых различным видам обработки
Обработка образцов Предел выносливости (кгс/мм2/%)
На воздухе в 3%-ном растворе №С1 в 3%-ном растворе ЫаС1, насыщенном Н28 в 3%-ном растворе №0 и 0,36 г/л НС
Нормализованные со шлифованной поверхнотью 25,5/100 10,0/100 9,2/100 7,2/
Улучшенные со шлифованной поверхностью 38,8/152 - 12,2/
Наклёпанные дробью 29,7/116 20,2/202 23,2/252 19,0/
Поверхностнозакалённые ТВЧ 47,5/186 35,8/358 32,6/356 26,5/
Присутствие сероводорода в нейтральном солевом растворе практически не снижает коррозионно-усталостную прочность поверхностно-закалённых образцов по сравнению с прочностью, которую они имеют в том же растворе при отсутствии сероводорода.
В.Т. Степуренко изучал влияние поверхностной закалки ТВЧ образцов из стали 45 на их циклическую прочность [69]. Результаты исследования, приведённые в табл. 1.6, показывают, что данная обработка вызывает существенное увеличение циклической прочности в выбранных средах по сравнению с исходным состоянием.
Запас циклической прочности увеличивается тем в большей степени, чем меньше агрессивность среды. В.Т. Степуренко объясняет значительное повышение предела усталости на воздухе и абсолютных значений коэффициента запаса циклической прочности после закалки ТВЧ наличием сжимающих напряжений (40 - 45 кГ/мм') в поверхностных слоях (1,1 - 1,3 мм) металла и некоторым его упрочнением.
Сравнение различных способов поверхностного упрочнения говорит в пользу закалки ТВЧ и пластического скручивания [38, 79].